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2024-12-04
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ZnCo-ZIF制备及其活化过硫酸盐降解罗丹明B性能研究
ZnCo-ZIF制备及其活化过硫酸盐降解罗丹明B性能研究
引言:
近年来,水污染成为了世界各地关注的焦点。在水环境中,有机染料污染已成为一个严重的问题,对人类健康和生态系统造成了严重的危害。因此,开发高效、环保的处理技术对于解决水污染问题至关重要。过硫酸盐是一种常见的强氧化剂,在水处理中具有广泛的应用前景。为了提高过硫酸盐的活性,催化剂的使用显得尤为重要。本研究以罗丹明B为目标染料,通过制备ZnCo-ZIF催化剂、考察其活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能。
实验:
1.ZnCo-ZIF的制备
采用溶胶热法制备ZnCo-ZIF,首先将适量的Zn(NO3)2•6H2O和Co(NO3)2•6H2O溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,随后添加适量的1,2,4-三唑(BIM)作为有机配体,形成0.1M的混合溶液。在搅拌下缓慢滴加适量的NaOH溶液,生成沉淀。反应系统在80℃下反应4小时,得到ZnCo-ZIF。最后用乙醇和热空气将其洗涤和干燥。
2.ZnCo-ZIF的表征
通过X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的ZnCo-ZIF进行表征。
3.活化过硫酸盐的降解实验:
将一定量的ZnCo-ZIF加入含有过硫酸钾和罗丹明B的溶液中,探究ZnCo-ZIF的催化降解性能。以罗丹明B去除率作为评价指标,研究了催化剂负载量、过硫酸盐浓度、反应温度和pH值对处理效果的影响。
结果与讨论:
1.ZnCo-ZIF的制备与表征
通过XRD和FT-IR的分析,发现制备的样品符合ZIF的典型衍射峰和吸收峰。SEM观察表明,制备的催化剂具有均匀的结构和颗粒形状。
2.ZnCo-ZIF对过硫酸盐的活化性能
结果显示,ZnCo-ZIF对过硫酸盐具有良好的活化性能。在优化条件下,ZnCo-ZIF催化剂能够高效降解罗丹明B。催化剂负载量和过硫酸盐浓度的增加可以显著提高罗丹明B的去除率。此外,适当的反应温度和pH值也对催化剂的催化活性有重要影响。
结论:
本研究成功制备了ZnCo-ZIF催化剂,并研究了其活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能。结果表明,ZnCo-ZIF具有良好的催化活性,并且在适宜的条件下对罗丹明B具有高效的降解效果。这为开发高效、环保的水污染处理技术提供了新的思路和实验依据。
参考文献:
1.Yu,J.,Ma,R.,&Zhang,Z.(2013).Enhancedadsorptionofaciddyesfromaqueoussolutionsusingmodifiedactivatedcarbon:Influenceofgranularsizeandsurfacechemistry.JournalofEnvironmentalSciences,25(12),2441-2450.
2.Xu,H.,Ai,Y.,Han,X.,Liu,W.,Gu,C.,&Cai,J.(2018).FacilesynthesisofnanostructuredZn-Cometal-organicframeworkasahighlyefficientadsorbentfortheremovalofcationicdyes.JournalofColloidandInterfaceScience,516,38-48.
3.Li,F.,Chen,L.,Du,H.,Yan,C.,Sun,S.,Liu,X.,…Zhang,Y.(2016).SpectroscopicinsightintotheadsorptionanddegradationofRhodamineBbypersulfateandferrousionsactivation.ChemicalEngineeringJournal,285,85-94.
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